磁共振成像(MRI)
磁共振成像(MRI)是利用原子核在强磁场内发生共振产生的信号经图像重建的一种成像技术,是一种核物理现象。它是利用射频脉冲对置于磁场中含有自旋不为零的原子核进行激励,射频脉冲停止后,原子核进行弛豫,在其弛豫过程中用感应线圈采集信号,按一定的数学方法重建形成数学图像。
MRI成像技术不同于其他成像技术,它提供的信息量远远大于医学影像学中的其他许多成像技术。因此,对疾病的诊断具有很大的明显优越性。可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像,不会产生CT检测中的伪影;血管造影(MRA)不需注射造影剂;无电离辐射,对机体没有不良影响。
检查前准备
进行磁共振检查前,应去除身上带的手机、呼机、磁卡、手表、硬币、钥匙、打火机、金属皮带、金属项链、金属耳环、金属纽扣及其他金属饰品或电子物品。否则,检查时可能影响磁场的均匀性,造成图像的干扰,形成伪影,不利于病灶的显示;而且由于强磁场的作用,金属物品可能被吸进核磁共振机架,从而对非常昂贵的磁共振机造成破坏;另外,手机、呼机、磁卡、手表等物品也可能会遭到强磁场的破坏,而造成个人财物不必要的损失。
临床意义
MRI在临床上主要用于以下部位:
1.头部
可清晰分辨脑灰质和白质,对多发性硬化等一类脱髓鞘和白质病变优于CT。对脑外伤、脑出血、脑梗塞、脑肿瘤等同CT类似,但可显示CT为等密度的硬膜下血肿。对CT不能很好显示的早期或较小的脑梗塞或脑肿瘤病灶MRI能够理想的显示。脑干及小脑病变的MRI图像由于没有伪影是临床首选检查方法。MRI对钙化灶显示不够理想。
2.脊柱
不需要造影剂就能清晰区分脊髓、硬膜囊和硬膜外脂肪。对肿瘤、脊髓空洞症、脱髓鞘病变等均有较高诊断价值。能够显示早期和微创的骨折或椎体脱位,尤其能观察脊髓损伤情况。显示椎间盘病变很好,可以分辨纤维环和髓核,特别是矢状面图像可以同时显示多个椎间盘突出。
3.四肢
能够辅助常规X射线或CT对骨质本身病变的显示。对软组织及肌肉病变包括肿瘤及炎症都能清晰显示,特别是对早期急性骨髓炎,是一种灵敏度很高的检查方法。MRI也是检查膝关节半月板病变的首选方法。
4.盆腔
对直肠及泌尿生殖系统优于CT,无辐射损害,特别适用于孕妇及胎儿检查。
5.胸部
对肺的检查不如CT和常规X射线,对纵隔检查则优于CT,不用造影剂即可分辨纵隔血管和肿物,也是一项有价值的心血管检查技术。
6.腹部
主要用于肝、胰、脾、肾等实质脏器。无需造影剂可进行MRI的胰胆管造影(MRCP)和尿路造影(MRU)。
磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是目前检查软组织的最佳手段,在骨科领域用途广泛。MRI信号的强弱一方面与组织类型有关,另一方面与所采用的成像序列有密切关系。磁共振现象是指具有磁性的原子核处在外界静磁场中,使用一个适当频率的射频电磁波来激励这些原子核,在关闭电磁场时,原子核产生共振释放能量向外界发出电信号的过程。通过测定组织中运动质子的密度差进行空间定位以得到运动中的原子核分布图像。因为MRI能反映疾病的病理生理基础,较CT更具有开拓性。T1加权像是指短TE(回波时间,一般<30ms)、短TR(重复时间,一般<700ms),主要表现组织解剖结构。T2加权像是指长TE(一般>60ms)、长TR(一般>1500ms),主要表现组织本身的特点。质子密度是指短TE(<30ms)、长TR(>1500ms)。CT反映的是组织密度,而MRI反映的是组织信号。信号一般分高信号、中信号、低信号和无信号。皮质骨属于无信号(黑色),脂肪组织在T1加权像呈高信号(白色),水及含水液体在T2加权像呈高信号(白色)。
一、磁共振的特点
(一)MRI的优点
1.无辐射、无放射性、无损伤性。但较大磁场所产生的生物效应就不能忽视。如静磁场引起眩晕、头痛等。
2.突破了仅以解剖学为基础的局限性。从分子水平提供诊断信息。
3.一个位置可以多平面(超三维)成像。有利于立体观察病变。
4.空间分辨率或反差分辨率高,尤其是对软组织较CT有更强的分辨率。能反映炎症病灶、肿瘤周围被侵犯的情况。对于中枢神经系统疾患和关节内病变优于CT。
5.成像敏感性强,能检出X线片看不到的疲劳性骨折、股骨头缺血性坏死等。
6.通过不同序列,可获得脂肪抑制技术,无需造影即可获得类似的脊髓造影,即磁共振液体(水)成像技术。(https://www.daowen.com)
7.无骨性伪影,流动的液体不产生信号(流动空白效应)。
(二)MRI的不足与禁忌
1.皮质骨病变、钙化(骨化)的观察不如CT清楚。
2.空间分辨力不如CT或超声检查。
3.设备昂贵,检查费用高。
4.凡体内带有不可取的金属异物,如起搏器、人工关节、血管夹、钢板螺钉等为MRI相对禁忌。
5.危重病人和不自主活动病人不宜行此检查。
二、磁共振检查在骨科领域的应用
(一)脊柱疾病
MRI用于检查人体脊柱,特别是对脊髓神经组织、椎间盘等所提供的影像资料优于其它检查方法。使用于脊柱骨与软组织肿瘤、椎管内肿瘤、椎间盘病变、脊柱脊髓损伤、脊柱感染、脊髓空洞等。T1加权像适用于评价髓内病变、脊髓囊肿、骨破坏病变,T2像则适用于评价骨质增生、椎间盘退行性病变与急性脊髓损伤。
1.退行性病变 退行性脊椎病变包括椎管狭窄、小关节病、韧带增生及脊柱失稳。可以从冠状位、矢状位、横截面的T2像观察出退行性脊椎变化的各种病变。椎间盘的白色信号表示含水分充足之髓核,而周边的低信号则为纤维环。传统的T2影像仍是评价椎间盘内部结构最好的选择。当正常椎间盘开始呈退行性变时,椎间盘所含的水分即会逐渐减少,T2影像上椎间盘的高信号部分开始减少,表示椎间盘开始脱水。当椎间盘变形时,即可表现出膨出型、突出型、脱出型或游离型改变。椎管狭窄则表现为椎管竹节状狭窄,同时腰椎脑脊液内所含的马尾神经也呈发束状,但磁共振的影像可能会强化其狭窄的程度,所以应用横断面评估椎管狭窄。小关节的退变则表现为T2像上有滑液存在于小关节中。
2.脊髓病变 脊髓空洞症、软组织纤维瘤、脊膜膨出、脂肪瘤、囊性星形细胞瘤、室管膜瘤与脊髓转移瘤等均可在T1像上检出。MRI还有助于鉴别髓内或髓外病变。
3.脊柱外伤MRI是脊柱脊髓外伤的重要检查手段,尤其是能显示脊髓本身的创伤、椎管与椎旁软组织的改变,MRI血管造影也可诊断椎动脉损伤。但对骨折的敏感性和特异性较CT检查差。
4.脊柱感染性疾病 如化脓性脊髓炎、脊柱结核与椎间盘炎。脊柱化脓性感染在T1像为低信号、T2像为高信号。MRI冠状位常常可看到椎旁软组织有无脓肿影。对于化脓性脊柱炎和椎间盘炎MRI可以早期诊断。
5.脊柱肿瘤 包括原发性骨肿瘤、肿瘤样疾患、转移瘤与感染等骨结构改变在MRI可有特殊表现。MRI能显示椎体血管瘤,T1、T2像均呈现高信号。MRI显示转移瘤也非常敏感,溶骨性椎体转移灶在T1加权像上信号比正常骨髓要低。质子密度像上呈中等信号,在T2加权像呈高或中信号。成骨性骨转移瘤T1及T2像瘤灶比正常椎体信号低。
(二)关节病变
1.髋关节疾病MRI能早期发现股骨头缺血性坏死、关节唇的撕裂、骨关节病与肿瘤。目前只有MRI能对股骨头坏死作出早期诊断,首先是脂肪组织的变形和坏死,而MRI在脂肪发生坏死时即有阳性所见。
2.膝关节 大多数膝关节半月板损伤(包括盘状半月板)、交叉韧带的损伤MRI诊断率均较高,半月板损伤可见半月板表面高信号线性影像(撕裂)或纵形影像(断裂)。
3.肩关节疾病 肩关节疾病常以软组织病变为主。MRI能准确显示肩袖撕裂的部位,还能显示其它相关组织的病理改变。此外对于相对小的关节盂、关节囊、二头肌腱病变等均能显示异常改变。
4.骨与关节感染 可早期发现感染,T2像显示高信号。
(三)骨与软组织肿瘤
对于不能应用X线等诊断的骨或软组织肿瘤,MRI可以帮助诊断,特别是对于骨髓的病变特别敏感。
(四)磁共振造影技术
又称磁共振增强技术。脊柱化脓性感染、脊柱结核等MRI增强后均显示有改变,有助于鉴别诊断。
(五)磁共振液体成像技术
包括磁共振胆管成像(MRCP)、磁共振椎管成像(MRM)。但分辨率差、无法动态观察。MRM以腰段最佳,显示良好的对比和空间分辨率。